实用干货 | 家庭智能安防传感器原理应用盘点

[导读] 在家庭当中可以通过安装各种传感器,已达到舒适,安全,保护等功能。像在厨房里安装有害气体的传感器,可以在有害气体达到临界状态时,将信息传送中央处理系统。

在家庭当中可以通过安装各种传感器,已达到舒适,安全,保护等功能。像在厨房里安装有害气体的传感器,可以在有害气体达到临界状态时,将信息传送中央处理系统。

提示人们要紧急处理漏气问题了,如果没有人在家处理,可以通过中央处理系统将信息反映到处理部门,以防止惨剧的发生。  在房间放上温度传感器,温度传感器将室内的温度情况发给处理器,处理器可以将信息反馈给空调以达到一个舒适稳定的温度。

那些这些传感器到底是如何工作的,它们的原理到又是什么,今天就给大家介绍一下。

温度传感器

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温度传感器,利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。

虽然温度传感器的分类颇多,但是总的原理就是感应温度的变化,使敏感元件(如:热敏电阻、热电偶等)的阻值发生变化,从而在电路中,使输出的电压发生变化)。接下来便以热电偶传感器为例,具体的介绍一下。

两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当两个接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就 是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

水浸传感器

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水浸传感器是基于液体导电原理,用电极探测是否有水存在,再用传感器转换成干接点输出。基于液体导电原理,用电极探测是否有水存在,再用传感器转换成干接点输出,具有两种输出状态:常开和常闭。

浸传感器分为接触式水浸探测器和非接触式水浸探测器。

接触式水浸探测器,利用液体导电原理进行检测。正常时两极探头被空气绝缘;在浸水状态下探头导通,传感器输出干接点信号。当探头浸水高度约1毫米时,即产生告警信号。

非接触式水浸探测器,利用光在不同介质截面的折射与反射原理进行检测。塑料半球内放置有LED和光电接收器,当探测器置于空气中时,因全反射,绝大部分LED光子被光电接收器接收;当靠近半球表面时,由于光的折射,光电接收器接收到的LED光子将会减少,从而输出也发生改变。适合于部署在一般腐蚀导电液体泄露地点。

气敏传感器

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气敏传感器可用来测量气体的类型、浓度和成分,能把气体中的特定成分检测出来,并将成分参量转换成电信号的器件或装置。也称气体传感器。主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器。

具体原理为,声波器件表面的波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用,或者是物理吸附),使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,引起压电晶体的声表面波频率发生漂移;气体浓度不同,膜层质量和导电率变化程度亦不同,即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。

气敏元件的参数主要有加热电压、电流,测量回路电压,灵敏度,响应时间,恢复时间,标定气体(0.1%丁烷气体)中电压,负载电阻值等。

门磁传感器

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门磁系统,作为智能家居安防部分的第一道防线,其重要性不言而喻。门磁传感器作为门磁系统中的基础,其技术原理主要是:

无线门磁传感器由无线发射模块和磁块两部份组成,在无线发射模块有两个箭头处有一个“钢簧管”的元器件,当磁体与钢簧管的距离保持在1.5厘米内时,钢簧管处于断开状态,一旦磁体与钢簧管分离的距离超过1.5厘米时,钢簧管就会闭合,造成短路,报警指示灯亮的同时向主机发射报警信号。

无线门磁的无线报警信号在开阔地能传输200米,在一般住宅中能传输20米,和周围的环境密切相关。无线门磁一般采用省电设计,当门关闭时它不发射无线电信号,此时耗电只有几个微安,当门被打开的瞬间,立即发射1秒左右的无线报警信号,然后自行停止,这时就算门一直打开也不会再发射信号了。

无线门磁还设计有电池低电压检测电路,当电池的电压低于8伏时,下方的LP发光二极管就会点亮,这时需要立即更换A23报警器专用电池,否则会影响报警的可靠性。

红外传感器

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红外线感应器是通过红外线反射原理,当人体的某一部分在红外线区域内,红外线发射管发出的红外线由于人体摭挡反射到红外线接收管,通过集成线路将信号发送给脉冲电磁阀,电磁阀接受信号后按指定的指令控制阀芯。

红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路三大部分。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏检测元件中最常见的就是热敏电阻,热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出。

声音传感器

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声音传感器的原理很简单,主要使用的是与人类耳朵相似具有频率反应的电麦克风。电路把信号放大并把信号传送给电讯接口。

实际上,信号通过2条不同的线送达数据采集器。声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动,导致电容的变化,而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压,经过A/D转换被数据采集器接受,并传送给计算机。

总的来说,声音传感器的作用相当于一个话筒。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。

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